ES2305941T3 - PROCEDURE AND APPARATUS FOR COLLECTING BACTERIAL CELLS, PROCEDURE FOR ACCLIMATING BACTERIAL CELLS AND WASTEWATER TREATMENT EQUIPMENT. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para recoger células bacterianas que comprende las etapas de: alimentar el agua que va a tratarse que contiene amonio y nitrito a un recipiente de oxidación anaerobia de amonio (12) para desnitrificar el amonio y el nitrito mediante bacterias oxidantes de amonio anaerobias; y alimentar el agua tratada desnitrificada a un recipiente de aclimatación (14) proporcionado en una trayectoria de una tubería de agua tratada o una tubería de realimentación al recipiente de oxidación anaerobia de amonio (12) para recoger las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el agua tratada como microorganismos inmovilizados unidos a un material de inmovilización en el recipiente de aclimatación (14).A method for collecting bacterial cells comprising the steps of: feeding the water to be treated containing ammonium and nitrite to a anaerobic ammonium oxidation vessel (12) to denitrify the ammonium and nitrite by anaerobic ammonium oxidizing bacteria; and feeding the denitrified treated water to an acclimatization vessel (14) provided in a path of a treated water pipeline or a feedback pipeline to the anaerobic ammonium oxidation vessel (12) to collect anaerobic ammonium oxidizing bacteria in the water treated as immobilized microorganisms attached to an immobilization material in the acclimatization vessel (14).
Description
Procedimiento y aparato para recoger células bacterianas, procedimiento para aclimatar células bacterianas y equipo de tratamiento de aguas residuales.Procedure and apparatus for collecting cells bacterial, procedure to acclimatize bacterial cells and wastewater treatment equipment.
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para recoger células bacterianas, en particular a una técnica para recoger bacterias oxidantes de amonio anaerobias usadas para la oxidación anaerobia de amonio.The present invention relates to a procedure and to an apparatus for collecting bacterial cells, in particular to a technique for collecting ammonium oxidizing bacteria anaerobes used for anaerobic oxidation of ammonium.
Los componentes de nitrógeno contenidos en las aguas negras y los vertidos industriales producen la eutrofización en lagos y reducen el nivel de oxígeno disuelto en ríos y, por tanto, deben eliminarse. Ejemplos de los principales componentes de nitrógeno contenidos en las aguas negras y los vertidos industriales incluyen nitrógeno amoniacal, nitrógeno de nitrito, nitrógeno de nitrato y nitrógeno orgánico.The nitrogen components contained in the sewage and industrial discharges produce eutrophication in lakes and reduce the level of dissolved oxygen in rivers and, by Therefore, they must be removed. Examples of the main components of nitrogen contained in sewage and industrial discharges include ammoniacal nitrogen, nitrite nitrogen, nitrogen Nitrate and organic nitrogen.
Convencionalmente, si el nitrógeno en tal agua residual tiene una baja concentración se usan intercambio iónico y oxidación por cloro u ozono para eliminar el nitrógeno. Si el nitrógeno tiene una concentración media o alta se emplea tratamiento biológico y normalmente funciona en las siguientes condiciones.Conventionally, if the nitrogen in such water residual has a low concentration ion exchange and are used Oxidation by chlorine or ozone to remove nitrogen. If he nitrogen has a medium or high concentration is used Biological treatment and normally works in the following terms.
En el tratamiento biológico, el tratamiento de nitrificación y desnitrificación se realizan mediante la nitrificación aerobia y la desnitrificación anaerobia. En la nitrificación aerobia, el nitrógeno amoniacal y el nitrógeno de nitrito se oxidan mediante bacterias oxidantes de amonio (Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus, etc.) y bacterias oxidantes de nitrito (Nitrobactor, Nitrospina, Nitrococcus, Nitrospira, etc). Por otra parte, en la desnitrificación anaerobia la desnitrificación se realiza mediante bacterias heterótrofas (Pseudomonas denitrificans, etc.).In the biological treatment, the nitrification and denitrification treatment are performed by aerobic nitrification and anaerobic denitrification. In aerobic nitrification, ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen are oxidized by ammonia oxidizing bacteria ( Nitrosomonas, Nitrosococcus , Nitrosopira, Nitrosolobus , etc.) and nitrite oxidizing bacteria ( Nitrobactor, Nitrospine, Nitrococcus, Nitrospira , etc). On the other hand, in anaerobic denitrification, denitrification is performed by heterotrophic bacteria ( Pseudomonas denitrificans , etc.).
Un recipiente de nitrificación para la nitrificación aerobia trabaja a una carga de 0,2 a 0,3 kg-N/m^{3}/día y un recipiente de desnitrificación para la desnitrificación anaerobia trabaja a una carga de 0,2 a 0,4 kg-N/m^{3}/día. Para tratar el nitrógeno contenido en una concentración total de 30 a 40 mg/l en aguas negras, las aguas negras deben contenerse en un recipiente de nitrificación durante 6 a 8 horas y en un recipiente de desnitrificación durante 5 a 8 horas y se requieren recipientes de tratamiento a gran escala. Además, un recipiente de nitrificación y un recipiente de desnitrificación se diseñan para que funcionen a las cargas que se describen anteriormente para vertidos industriales que sólo contienen sustancias inorgánicas. Sin embargo, la desnitrificación de tal agua residual requiere sustancias orgánicas y, por tanto, se añade metanol a una concentración de tres a cuatro veces la del nitrógeno. Por esta razón no sólo se requiere un gasto inicial, sino también un gran gasto de funcionamiento.A nitrification vessel for Aerobic nitrification works at a load of 0.2 to 0.3 kg-N / m 3 / day and a container of denitrification for anaerobic denitrification works at a 0.2 to 0.4 kg-N / m3 / day load. To treat the nitrogen contained in a total concentration of 30 to 40 mg / l in sewage, sewage must be contained in a container of nitrification for 6 to 8 hours and in a container of denitrification for 5 to 8 hours and containers of Large scale treatment In addition, a nitrification vessel and a denitrification vessel is designed to work at the loads described above for spills industrials that only contain inorganic substances. But nevertheless, denitrification of such wastewater requires substances organic and therefore methanol is added at a concentration of three four times that of nitrogen. For this reason it is not only required an initial expense, but also a great operating expense.
En esta situación recientemente ha atraído la atención un procedimiento para eliminar nitrógeno que comprende la oxidación anaerobia de amonio (por ejemplo, publicación de solicitud de patente japonesa nº 2001-37467 y publicación de solicitud de patente japonesa nº 2003-24990). Esta oxidación anaerobia de amonio es un procedimiento que comprende desnitrificar simultáneamente amonio como donante de hidrógeno y nitrito como receptor de hidrógeno mediante bacterias oxidantes de amonio anaerobias según la siguiente formula de reacción:In this situation it has recently attracted the attention a procedure to remove nitrogen comprising the anaerobic ammonium oxidation (for example, application publication Japanese Patent No. 2001-37467 and publication of Japanese patent application No. 2003-24990). This anaerobic ammonium oxidation is a procedure that comprises simultaneously denitrify ammonium as a hydrogen donor and nitrite as a hydrogen receptor by oxidizing bacteria of Anaerobic ammonium according to the following reaction formula:
1,0NH_{4} + 1,32NO_{2} + 0,066HCO_{3} + 0,13H^{+} \rightarrow 1,02N_{2} + 0,26NO_{3} + 0,066CH_{2}O_{0,5}N_{0,15} + 2,03H_{2}O
\hskip0.3cm(Fórmula 1)1.0NH4 + 1.32NO2 + 0.066HCO3 + 0.13H + → 1.02N2 + 0.26NO3 + 0.066CH2O_ { 0.5} N 0.15 + 2.03H 2 O
\ hskip0.3cm(Formula 1)
Este procedimiento tiene ventajas porque el amonio usado como donante de hidrógeno puede reducir considerablemente la cantidad de metanol usada para la desnitrificación y reducir la cantidad de un lodo producido, etc. Por tanto, el procedimiento se considera que es un procedimiento eficaz para eliminar nitrógeno en el futuro. El documento US 2001/025814 A1 describe un procedimiento para recoger células bacterianas usando una unidad de separación de membrana.This procedure has advantages because the ammonium used as a hydrogen donor can reduce considerably the amount of methanol used for the denitrification and reduce the amount of a sludge produced, etc. Therefore, the procedure is considered to be a procedure effective to eliminate nitrogen in the future. The US document 2001/025814 A1 describes a procedure to collect cells bacterial using a membrane separation unit.
Sin embargo, es difícil y lleva mucho tiempo unir bacterias oxidantes de amonio anaerobias usadas para la oxidación anaerobia de amonio a pastillas y aclimatar las bacterias (hacen que las bacterias proliferen), lo que es un gran obstáculo para la aplicación práctica del procedimiento.However, it is difficult and takes a long time bind anaerobic ammonium oxidizing bacteria used for Anaerobic oxidation of ammonium to pills and acclimatize bacteria (They make bacteria proliferate), which is a major obstacle for the practical application of the procedure.
Se informa que las bacterias que llevan a cabo la oxidación anaerobia de amonio son Planctomycete, aunque los detalles no están claros y las bacterias tienen una tasa de proliferación muy baja de 0,001 h^{-1} (Strous, M. y col., Nature, 400, 446 (1999)).It is reported that the bacteria that carry out anaerobic ammonium oxidation are Planctomycete , although the details are not clear and the bacteria have a very low proliferation rate of 0.001 h -1 (Strous, M. et al., Nature, 400, 446 (1999)).
Según la publicación de solicitud de patente japonesa nº 2003-24990, las bacterias tienen una tasa de proliferación específica muy pequeña de 0,02 a 0,05 día^{-1} y dura de 14 a 35 días de cultivo duplicar la cantidad de células bacterianas.According to patent application publication Japanese No. 2003-24990, bacteria have a very small specific proliferation rate of 0.02 to 0.05 day -1 and lasts 14 to 35 days of cultivation to double the amount of bacterial cells
Para inmovilizar las bacterias oxidantes de amonio anaerobias sobre pastillas es necesario unir las bacterias a un material de inmovilización y hacer que las bacterias proliferen primero. Sin embargo, debido a que la tasa de proliferación es pequeña como se describe anteriormente, incluso esta etapa de unión dura mucho tiempo.To immobilize the oxidizing bacteria of anaerobic ammonium on pills is necessary to bind bacteria to an immobilization material and make bacteria proliferate First. However, because the proliferation rate is small as described above, even this binding stage It lasts a long time.
El equipo de producción actual de un sistema de eliminación de nitrógeno que utiliza oxidación anaerobia de amonio no ha funcionado en Japón hasta este momento. Por consiguiente, cuando se inicia la producción actual debido a un lodo activado o similar es necesario iniciar la producción después de un largo periodo de aclimatación requerido o proporcionar una planta de cultivo fabricada por un fabricante de plantas, etc. para cultivar bacterias oxidantes de amonio anaerobias.The current production equipment of a system of nitrogen removal using anaerobic ammonium oxidation It hasn't worked in Japan so far. Therefore, when the current production starts due to an activated sludge or similar it is necessary to start production after a long acclimatization period required or provide a plant crop manufactured by a plant manufacturer, etc. to grow Anaerobic ammonium oxidizing bacteria.
Debido a las circunstancias anteriores, cuando se inicia el funcionamiento de un sistema de tratamiento de aguas residuales que utiliza bacterias oxidantes de amonio anaerobias, el sistema requiere un largo periodo de aclimatación que no se ha tenido en la aclimatación del tratamiento de aguas residuales convencionales.Due to the above circumstances, when the operation of a water treatment system begins residuals that uses anaerobic ammonium oxidizing bacteria, the system requires a long period of acclimatization that has not been had in acclimatization of wastewater treatment conventional.
En el sistema que va a usarse prácticamente no sólo va a proporcionarse una planta enorme que requiere gastos muy altos de equipos y de la gestión del funcionamiento para el funcionamiento, sino que también debe controlarse una gran cantidad de agua residual nitrogenada.In the system to be used practically not only one huge plant will be provided that requires very senior teams and performance management for the operation, but a large amount must also be controlled of nitrogen wastewater.
La presente invención se ha logrado en vista de tales circunstancias. Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento y un aparato para recoger células bacterianas y un equipo de tratamiento de aguas residuales que pueda recoger eficazmente bacterias oxidantes de amonio anaerobias sumamente activas del agua tratada en un recipiente de oxidación anaerobia de amonio y así no sólo poder resolver los problemas anteriores, sino también mejorar el rendimiento de la oxidación anaerobia de amonio. Este objeto se ha resulto con el procedimiento de la reivindicación 1 y el equipo como se define en la reivindicación 3. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones 2 y 4 y la siguiente descripción.The present invention has been achieved in view of such circumstances. An object of the present invention is provide a procedure and an apparatus for collecting cells bacterial and wastewater treatment equipment that can effectively collect anaerobic ammonium oxidizing bacteria highly active water treated in an oxidation vessel anaerobic ammonia and thus not only be able to solve the problems previous but also improve oxidation performance anaerobic ammonia. This object has resulted in the procedure of claim 1 and the equipment as defined in the claim 3. Preferred embodiments are defined in the claims 2 and 4 and the following description.
Según la presente invención, para conseguir el objeto anteriormente mencionado se proporciona un procedimiento para recoger células bacterianas que comprende las etapas de: alimentar el agua que va a tratarse que contiene amonio y nitrito a un recipiente de oxidación anaerobia de amonio para desnitrificar el amonio y el nitrito mediante bacterias oxidantes de amonio anaerobias; y alimentar el agua tratada desnitrificada a un recipiente de aclimatación proporcionado en una trayectoria de una tubería de agua tratada como tubería de realimentación al recipiente de oxidación anaerobia de amonio para recoger las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el agua tratada como microorganismos inmovilizados unidos a un material de inmovilización en el recipiente de aclimatación.According to the present invention, to achieve the object mentioned above a procedure is provided to collect bacterial cells comprising the steps of: feed the water to be treated that contains ammonium and nitrite to an anaerobic ammonium oxidation vessel to denitrify the ammonium and nitrite by ammonia oxidizing bacteria anaerobes; and feed the treated denitrified water to a acclimatization vessel provided on a path of a water pipe treated as feedback pipeline to anaerobic ammonium oxidation vessel to collect the anaerobic ammonium oxidizing bacteria in treated water as immobilized microorganisms attached to an immobilization material in the acclimatization vessel.
Como resultado de amplios estudios, los inventores de la presente solicitud han confirmado que las bacterias oxidantes de amonio anaerobias existen en el agua tratada obtenida mediante tratamiento del agua que va a tratarse que contiene amonio y nitrito mediante oxidación anaerobia de amonio, aunque la cantidad es tan pequeña como de varios mg/l y las bacterias son sumamente activas.As a result of extensive studies, inventors of the present application have confirmed that the bacteria anaerobic ammonium oxidants exist in the treated water obtained by treating the water to be treated containing ammonium and nitrite by anaerobic oxidation of ammonium, although the amount it is as small as several mg / l and the bacteria are extremely active.
Por consiguiente, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el agua tratada pueden recogerse como microorganismos inmovilizados unidos al material de inmovilización en el recipiente de aclimatación mediante alimentación del agua tratada a un recipiente de aclimatación con un material de inmovilización o recirculando el agua a través del recipiente de aclimatación a un recipiente de oxidación anaerobia de amonio. El tiempo para aclimatar las bacterias oxidantes de amonio anaerobias puede reducirse considerablemente en comparación con la técnica anterior aclimatando los microorganismos inmovilizados recogidos.Therefore, the oxidizing bacteria of Anaerobic ammonium in treated water can be collected as immobilized microorganisms attached to the immobilization material in the acclimatization vessel by feeding the water treated to an acclimatization vessel with a material of immobilization or recirculating water through the container of acclimatization to an anaerobic ammonium oxidation vessel. He time to acclimatize anaerobic ammonium oxidizing bacteria can be reduced considerably compared to the technique previous acclimatizing immobilized microorganisms collected.
Según la presente invención, debido a que las bacterias oxidantes de amonio anaerobias pueden aclimatarse en un corto tiempo, la oxidación anaerobia de amonio puede presentar un rendimiento mejorado y el aparato no necesita tener un gran tamaño.According to the present invention, because the anaerobic ammonium oxidizing bacteria can acclimatize in a shortly, anaerobic oxidation of ammonia may present a improved performance and the device does not need to have a great size.
Según un aspecto preferido de la presente invención se proporciona el procedimiento para recoger células bacterianas según la descripción anterior en el que el material de inmovilización para microorganismos inmovilizados es uno de pastillas y un lecho inmovilizado. Cualquier pastilla o lecho inmovilizado puede usarse como material de inmovilización para microorganismos inmovilizados. Cuando los microorganismos inmovilizados se introducen o se colocan en un recipiente de oxidación anaerobia de amonio en el que va a iniciarse la aclimatación puede evitarse que las bacterias oxidantes de amonio anaerobias salgan fuera del recipiente de oxidación anaerobia de amonio y además la aclimatación en el recipiente de oxidación anaerobia de amonio puede llevarse a cabo en un plazo más corto.According to a preferred aspect of the present invention is provided the procedure to collect cells bacterial according to the above description in which the material of immobilization for immobilized microorganisms is one of pills and a fixed bed. Any pill or bed fixed assets can be used as immobilization material for immobilized microorganisms. When microorganisms fixed assets are introduced or placed in a container of anaerobic ammonium oxidation in which the acclimatization can prevent ammonium oxidizing bacteria anaerobes out of the anaerobic oxidation vessel of ammonium and also the acclimatization in the oxidation vessel anaerobic ammonia can be carried out in a longer term short.
En la presente invención, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias se recogen como microorganismos inmovilizados unidos a un material de inmovilización.In the present invention, bacteria Anaerobic ammonium oxidants are collected as microorganisms fixed assets attached to an immobilization material.
Según otro aspecto de la presente invención, para conseguir el objeto anteriormente mencionado se proporciona un aparato para recoger células bacterianas que está configurado para llevar a cabo el procedimiento para recoger células bacterianas según la presente invención.According to another aspect of the present invention, to achieve the aforementioned object a apparatus for collecting bacterial cells that is configured to carry out the procedure to collect bacterial cells according to the present invention.
El aparato tiene una configuración para aplicar el procedimiento para recoger células bacterianas de la presente invención y así poder recoger eficazmente bacterias oxidantes de amonio anaerobias sumamente activas que quedan en el agua tratada mediante oxidación anaerobia de amonio. Por tanto, el periodo de aclimatación puede reducirse considerablemente cuando las bacterias oxidantes de amonio anaerobias recogidas se usan para la aclimatación como inóculo.The device has a configuration to apply the procedure for collecting bacterial cells of the present invention and thus be able to effectively collect oxidizing bacteria from extremely active anaerobic ammonia left in treated water by anaerobic oxidation of ammonium. Therefore, the period of acclimatization can be greatly reduced when bacteria collected anaerobic ammonium oxidizers are used for the acclimatization as inoculum.
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Además, el equipo de tratamiento de aguas residuales que comprende el aparato para recoger las células bacterianas de la presente invención como parte de la configuración puede recoger eficazmente bacterias oxidantes de amonio anaerobias sumamente activas en agua tratada. El periodo de aclimatación puede reducirse considerablemente poniendo en marcha un recipiente de oxidación anaerobia de amonio que utiliza las bacterias oxidantes de amonio anaerobias recogidas.In addition, the water treatment equipment residuals comprising the apparatus for collecting cells bacteria of the present invention as part of the configuration can effectively collect anaerobic ammonium oxidizing bacteria highly active in treated water. The acclimatization period can be reduced considerably by starting a container of anaerobic ammonium oxidation that uses the oxidizing bacteria of collected anaerobic ammonium.
La fig. 1 es una vista conceptual para describir la configuración completa del equipo de tratamiento de aguas residuales mediante oxidación anaerobia que comprende el aparato para recoger células bacterianas según la presente invención;Fig. 1 is a conceptual view to describe the complete configuration of the water treatment equipment residuals by anaerobic oxidation comprising the apparatus to collect bacterial cells according to the present invention;
la fig. 2 es una vista conceptual para describir la configuración completa del equipo de tratamiento de aguas residuales mediante oxidación anaerobia de amonio que comprende el aparato para recoger células bacterianas según una realización preferida de la presente invención;fig. 2 is a conceptual view to describe the complete configuration of the water treatment equipment residuals by anaerobic oxidation of ammonium comprising the apparatus for collecting bacterial cells according to one embodiment preferred of the present invention;
la fig. 3 es una vista conceptual para describir la configuración completa del equipo de tratamiento de aguas residuales que muestra una modificación de la primera realización mostrada en la fig. 1.fig. 3 is a conceptual view to describe the complete configuration of the water treatment equipment residuals showing a modification of the first embodiment shown in fig. one.
Las realizaciones preferidas del procedimiento y el aparato para recoger células bacterianas, el procedimiento para aclimatar células bacterianas y el equipo de tratamiento de aguas residuales de la presente invención se describirán más adelante mediante los dibujos adjuntos.Preferred embodiments of the procedure and the apparatus for collecting bacterial cells, the procedure for acclimatize bacterial cells and water treatment equipment Residues of the present invention will be described below. through the attached drawings.
La fig. 1 es una vista conceptual para describir la configuración completa del equipo 10 de tratamiento de aguas residuales mediante oxidación anaerobia de amonio que comprende el aparato para recoger células bacterianas según la presente invención.Fig. 1 is a conceptual view to describe the complete configuration of water treatment equipment 10 residuals by anaerobic oxidation of ammonium comprising the apparatus for collecting bacterial cells according to the present invention.
Como se muestra en la fig. 1, el equipo 10 de tratamiento de aguas residuales se configura proporcionando como constituyente principal un recipiente 14 de aclimatación para recoger y aclimatar bacterias oxidantes de amonio anaerobias aguas abajo de un recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio. En este caso, el aparato para recoger las células bacterianas está constituido por el recipiente 14 de aclimatación.As shown in fig. 1, team 10 of wastewater treatment is configured by providing as main constituent an acclimatization vessel 14 for collect and acclimatize anaerobic water oxidizing bacteria ammonia below an anaerobic ammonium oxidation vessel 12. In this case, the apparatus for collecting bacterial cells is constituted by the acclimatization vessel 14.
El agua que va a tratarse que contiene amonio y nitrito que circula en una tubería 20 de agua cruda se alimenta al recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio mediante una bomba (no mostrada). El agua tratada en el recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio se alimenta mediante una primera tubería 22 al recipiente 14 de aclimatación y se descarga del recipiente 14 de aclimatación mediante una tubería 24 de agua tratada al exterior del sistema.The water to be treated containing ammonium and nitrite circulating in a pipe 20 of raw water is fed to the Anaerobic ammonium oxidation vessel 12 by a pump (not shown). The water treated in the oxidation vessel 12 Anaerobic ammonia is fed by a first pipe 22 to acclimatization container 14 and is discharged from container 14 of acclimatization by means of a pipe 24 of treated water to the outside of the system.
El agua que van a tratarse (agua cruda) que contiene amonio y nitrito se hace circular dentro del recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio y el amonio y el nitrito contenidos en el agua cruda se desnitrifican simultáneamente mediante bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio.The water to be treated (raw water) that Contains ammonium and nitrite is circulated inside container 12 Anaerobic oxidation of ammonium and ammonium and nitrite contents in raw water they are simultaneously denitrified by anaerobic ammonium oxidizing bacteria in container 12 of anaerobic ammonium oxidation.
El recipiente 14 de aclimatación incluye uno de pastillas y un lecho inmovilizado como material de inmovilización. Cuando el agua tratada se pone en contacto con el material de inmovilización, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el agua tratada se unen al material de inmovilización. Así se forman los microorganismos inmovilizados con bacterias oxidantes de amonio anaerobias unidas e inmovilizadas sobre el material de inmovilización. Las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el agua tratada se recogen con los microorganismos inmovilizados formados.The acclimatization vessel 14 includes one of pads and an immobilized bed as immobilization material. When the treated water comes in contact with the material of immobilization, anaerobic ammonium oxidizing bacteria in the treated water bind to the immobilization material. This is how they form microorganisms immobilized with ammonia oxidizing bacteria bound and immobilized anaerobes on the material of immobilization Anaerobic ammonium oxidizing bacteria in the treated water is collected with immobilized microorganisms formed.
El recipiente 14 de aclimatación está preferentemente cerrado y preferentemente tiene una estructura en o de la que puede moverse el material de inmovilización. Por ejemplo, es eficaz si el material de inmovilización se pone previamente en un contenedor con una estructura unitaria a través de la que puede permear el agua y de la que se evita que salga el material de inmovilización hacia fuera, tal como una caja hecha de una tela metálica o tela de plástico, y el contenedor se sumerge en o se saca del recipiente 14 de aclimatación. Además, preferentemente se instala un indicador de presión aguas arriba o aguas abajo del recipiente 14 de aclimatación. Esto es porque el funcionamiento del recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio se detiene cuando el recipiente 14 de aclimatación se bloquea, pero un problema tal puede evitarse si puede detectarse la presión aguas arriba o aguas abajo del recipiente 14 de aclimatación. El recipiente 14 de aclimatación no tiene que configurarse necesariamente como un "recipiente" y puede incorporarse en la tubería 22 de agua tratada.The acclimatization vessel 14 is preferably closed and preferably has a structure in or from which the immobilization material can move. For example, it is effective if the immobilization material is previously placed in a container with a unitary structure through which you can permeate the water and from which the material is prevented from leaving immobilization out, such as a box made of a cloth metallic or plastic cloth, and the container is dipped in or taken out of the acclimatization vessel 14. In addition, preferably install a pressure gauge upstream or downstream of the acclimatization vessel 14. This is because the operation of the Anaerobic ammonium oxidation vessel 12 stops when the acclimatization vessel 14 crashes, but such a problem can be avoided if upstream or upstream pressure can be detected below the acclimatization vessel 14. The vessel 14 of acclimatization does not necessarily have to be configured as a "container" and can be incorporated into the water pipe 22 treated.
Como se describe anteriormente, tales bacterias oxidantes de amonio anaerobias tienen una tasa de proliferación muy baja. Sin embargo, proporcionando en este modo el recipiente 14 de aclimatación aguas abajo del recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias sumamente activas en el agua tratada del recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio pueden recogerse como microorganismos inmovilizados y aclimatarse en el recipiente 14 de aclimatación. Además, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias activas recogidas pueden aclimatarse en otro recipiente de aclimatación o pueden introducirse o colocarse en un recipiente de oxidación anaerobia de amonio que va a ponerse en marcha y aclimatarse. Por tanto, el periodo de aclimatación puede reducirse considerablemente en comparación con la aclimatación de un lodo activado usual.As described above, such bacteria anaerobic ammonium oxidants have a very high proliferation rate low. However, thereby providing the container 14 of acclimatization downstream of the anaerobic oxidation vessel 12 of ammonia, anaerobic ammonium oxidizing bacteria extremely active in the treated water of the anaerobic oxidation vessel 12 of ammonium can be collected as immobilized microorganisms and acclimatize in the acclimatization vessel 14. In addition, the collected anaerobic active ammonium oxidizing bacteria can acclimatize in another acclimatization vessel or can be introduced or placed in an anaerobic ammonium oxidation vessel that It will get going and acclimatize. Therefore, the period of acclimatization can be greatly reduced compared to acclimatization of a usual activated sludge.
Ejemplos de material para pastillas como material de inmovilización incluyen, pero no se limitan específicamente a, geles de poli(alcohol vinílico), ácido algínico y polietilenglicol; y pastillas plásticas de celulosa, poliéster, polipropileno y cloruro de vinilo. Las pastillas se forman preferentemente en la forma de una esfera, un cilindro, un material poroso, un cubo, una esponja, un panal de abejas o similares.Examples of material for tablets such as immobilization material include, but are not limited specifically a, polyvinyl alcohol gels, acid alginic and polyethylene glycol; and plastic cellulose tablets, Polyester, polypropylene and vinyl chloride. The pills are they preferably form in the form of a sphere, a cylinder, a porous material, a bucket, a sponge, a honeycomb or Similar.
Además, pueden usarse gránulos utilizando la autogranulación de microbios.In addition, granules can be used using the autogranulation of microbes.
Ejemplos de material para un lecho inmovilizado como material de inmovilización incluyen, pero no se limitan específicamente a, materiales plásticos de polietileno, poliéster, polipropileno y cloruro de vinilo; y fibras de carbono activo. Ejemplos de la forma de un lecho inmovilizado incluyen, pero no se limitan específicamente a, una forma formada en una fibra, un crisantemo o un panal de abejas. Además, un lecho inmovilizado puede formarse llenando una cesta o similar con microbios inmovilizados sobre las pastillas anteriormente descritas o microbios inmovilizados sobre los gránulos.Examples of material for a fixed bed as immobilization material include, but are not limited to specifically a, polyethylene, polyester, plastic materials polypropylene and vinyl chloride; and active carbon fibers. Examples of the shape of an immobilized bed include, but are not specifically limited to, a form formed in a fiber, a Chrysanthemum or a honeycomb. In addition, an immobilized bed can be formed by filling a basket or similar with immobilized microbes on the tablets described above or microbes immobilized on the granules.
Según el aparato 10 para recoger células bacterianas con una configuración tal, el agua tratada desnitrificada se alimenta al recipiente 14 de aclimatación y las bacterias oxidantes de amonio anaerobias se unen a y se inmovilizan sobre el material de inmovilización en el recipiente 14 de aclimatación. Debido a que las bacterias oxidantes de amonio anaerobias están en una pequeña cantidad, pero son sumamente activas, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias sólo pueden unirse al material de inmovilización sumergiendo el material de inmovilización en el agua tratada en el recipiente 14 de aclimatación. Por tanto, el tiempo para aclimatar las bacterias oxidantes de amonio anaerobias puede reducirse considerablemente en comparación con la técnica anterior.According to the apparatus 10 to collect cells Bacterial with such a configuration, treated water denitrified is fed to the acclimatization vessel 14 and the anaerobic ammonium oxidizing bacteria bind and immobilize on the immobilization material in the container 14 of acclimatization. Because the ammonium oxidizing bacteria anaerobes are in a small amount, but they are extremely active, anaerobic ammonium oxidizing bacteria can only join the immobilization material by submerging the material of immobilization in the treated water in the container 14 of acclimatization. Therefore, the time to acclimatize the bacteria anaerobic ammonium oxidizers can be greatly reduced in comparison with the prior art.
La fig. 2 es una vista conceptual para describir la configuración completa del equipo 100 de tratamiento de aguas residuales mediante oxidación anaerobia de amonio que comprende el aparato para recoger células bacterianas según una realización preferida de la presente invención. En este caso, el aparato para recoger células bacterianas está constituido por un recipiente de aclimatación y un recipiente de precipitación. El mismo aparato o elemento que en la fig. 1 se describirá con el mismo número de referencia y se omite la repetición de la misma descripción.Fig. 2 is a conceptual view to describe the complete configuration of the water treatment equipment 100 residuals by anaerobic oxidation of ammonium comprising the apparatus for collecting bacterial cells according to one embodiment Preferred of the present invention. In this case, the device for collecting bacterial cells consists of a container of acclimatization and a precipitation vessel. The same device or element in fig. 1 will be described with the same number of reference and repeating the same description is omitted.
La presente realización difiere de la primera realización en la fig. 1 en que la realización tiene una configuración en la que un recipiente 16 de precipitación se instala aguas abajo de un recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio, y un recipiente 14 de aclimatación o un contenedor de aclimatación se instala en la parte superior del recipiente 16 de precipitación. Por tanto, entre las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el agua tratada, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias que flotan en el agua tratada se unen a un material de inmovilización en el recipiente 14 de aclimatación y se recogen como microorganismos inmovilizados como en la primera realización. Además, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en un lodo que salen fuera en compañía del agua tratada se precipitan y se recogen como un lodo de células bacterianas. Por tanto, todas las bacterias oxidantes de amonio anaerobias en el agua tratada pueden recogerse eficazmente. El lodo de células bacterianas precipitado en el recipiente 16 de precipitación puede alimentarse de nuevo mediante una segunda tubería 26 al recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio o puede descargarse mediante una tubería 32 de descarga de lodo al exterior del sistema. El lodo de células bacterianas descargado al exterior del sistema puede introducirse a otro recipiente de aclimatación u otro recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio para ponerse en marcha y aclimatarse como un inóculo. Alternativamente, el lodo puede unirse directamente a e inmovilizarse sobre un material de inmovilización o quedar atrapado e inmovilizarse en un material de inmovilización para formar microorganismos inmovilizados e introducir los microorganismos inmovilizados en otro recipiente de aclimatación o recipiente de oxidación anaerobia de amonio. Si se usa una unidad de separación de membrana (no mostrada) en lugar del recipiente 16 de precipitación, la unidad puede actuar y presentar el efecto en el mismo modo.The present embodiment differs from the first embodiment in fig. 1 in which the embodiment has a configuration in which a precipitation vessel 16 is installs downstream of an anaerobic oxidation vessel 12 of ammonium, and an acclimatization vessel 14 or a container of acclimatization is installed on top of container 16 of precipitation. Therefore, among the ammonium oxidizing bacteria anaerobes in treated water, ammonia oxidizing bacteria anaerobes that float in the treated water bind to a material of immobilization in the acclimatization vessel 14 and are collected as immobilized microorganisms as in the first embodiment. In addition, anaerobic ammonium oxidizing bacteria in a mud that they go out in the company of the treated water they precipitate and are collected like a mud of bacterial cells. Therefore, all bacteria Anaerobic ammonium oxidizers in the treated water can be collected effectively. The bacterial cell sludge precipitated in the precipitation vessel 16 can be fed again by a second pipe 26 to the anaerobic oxidation vessel 12 of ammonium or can be discharged through a discharge pipe 32 mud outside the system. The bacterial cell sludge downloaded to the outside of the system can be introduced to another acclimatization vessel or other oxidation vessel 12 anaerobic ammonia to get going and acclimatize as a inoculum Alternatively, the sludge can bind directly to e immobilize on immobilization material or get caught and immobilize in an immobilization material to form immobilized microorganisms and introduce microorganisms immobilized in another acclimatization vessel or container of anaerobic ammonium oxidation. If a separation unit is used of membrane (not shown) instead of container 16 of precipitation, the unit can act and present the effect on the the same way.
La fig. 3 muestra el equipo 200 de tratamiento de aguas residuales que muestra una modificación de la realización mostrada en la fig. 1 en el que un recipiente 14 de aclimatación se proporciona en una línea de recirculación que hace que una parte o toda el agua tratada en un recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio circule de nuevo hacia la entrada del recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio. El mismo aparato o elemento que en la fig. 1 se describirá con el mismo número de referencia y se omite la repetición de la misma descripción.Fig. 3 shows the 200 treatment equipment of wastewater showing a modification of the embodiment shown in fig. 1 in which an acclimatization vessel 14 is provides in a recirculation line that makes a part or all water treated in an anaerobic oxidation vessel 12 of ammonium circulate back to the entrance of the container 12 of anaerobic ammonium oxidation. The same device or element as in fig. 1 will be described with the same reference number and omitted the repetition of the same description.
Específicamente, una parte o toda el agua tratada en el recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio se alimenta mediante una segunda tubería 26 como tubería de realimentación al recipiente 14 de aclimatación y la segunda agua tratada en el recipiente 14 de aclimatación se recircula mediante una tercera tubería 30 como tubería de realimentación al recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio. En la segunda tubería 26 se proporciona una bomba 28 de recirculación como tubería de realimentación.Specifically, part or all of the water treated in the anaerobic ammonium oxidation vessel 12 is feeds through a second pipe 26 as a pipe feedback to the acclimatization vessel 14 and the second water treated in the acclimatization vessel 14 is recirculated by a third pipe 30 as a feedback pipe to the container 12 anaerobic oxidation of ammonium. In the second pipe 26, provides a recirculation pump 28 as a piping feedback.
Por tanto, las bacterias oxidantes de amonio
anaerobias solamente pueden unirse al material de inmovilización
sumergiendo un material de inmovilización, tal como pastillas,
gránulos o un lecho inmovilizado que pueda inmovilizar bacterias
oxidantes de amonio anaerobias sobre él, en el agua de recirculación
(recipiente 14 de aclimatación). Por consiguiente, las bacterias
oxidantes de amonio anaerobias pueden recogerse eficazmente y los
microorganismos inmovilizados en los que las bacterias oxidantes de
amonio anaerobias están unidas al material de inmovilización en el
recipiente 14 de aclimatación pueden aclimatarse eficazmente. Las
bacterias oxidantes de amonio anaerobias recogidas en el recipiente
14 de aclimatación pueden aclimatarse en un recipiente de
aclimatación preparado por separado o pueden aclimatarse en un
recipiente de oxidación anaerobia de amonio que va a ponerse en
marcha. Por tanto, el periodo
de aclimatación puede reducirse
considerablemente en comparación con la aclimatación de un lodo
activado usual.Therefore, anaerobic ammonium oxidizing bacteria can only bind to the immobilization material by immersing an immobilization material, such as tablets, granules or an immobilized bed that can immobilize anaerobic ammonia oxidizing bacteria on it, in the recirculation water (container 14 acclimatization). Accordingly, anaerobic ammonium oxidizing bacteria can be efficiently collected and immobilized microorganisms in which anaerobic ammonium oxidizing bacteria are attached to the immobilization material in the acclimatization vessel 14 can be effectively acclimatized. The anaerobic ammonium oxidizing bacteria collected in the acclimatization vessel 14 can be acclimatized in a separate prepared acclimatization vessel or can be acclimatized in an anaerobic ammonium oxidation vessel to be started. Therefore, the period
Acclimatization can be greatly reduced compared to the acclimatization of a usual activated sludge.
A continuación se describirán ejemplos de la presente invención. Sin embargo, la presente invención no debe limitarse a estos ejemplos.Examples of the following will be described present invention However, the present invention should not Limit yourself to these examples.
Se llevó a cabo una prueba de aclimatación de bacterias oxidantes de amonio anaerobias usando el equipo 10 de tratamiento de aguas residuales de la oxidación anaerobia de amonio mostrado en la fig. 1.An acclimatization test of anaerobic ammonium oxidizing bacteria using the 10 kit of wastewater treatment of anaerobic ammonium oxidation shown in fig. one.
Como agua residual sometida a prueba se usó agua residual sintetizada inorgánica.As wastewater tested, water was used. inorganic synthesized residual.
Como composición del agua cruda se usó una composición mostrada en la tabla 1 con referencia a A.A. van de Graaf y col., Microbiology (1996), 142, pág. 2187-2196. El funcionamiento se llevó a cabo cambiando la concentración de nitrógeno de nitrito (NO_{2}-N) y la concentración de nitrógeno amoniacal (NE_{4}-N).A raw water composition used a composition shown in table 1 with reference to A.A. they go from Graaf et al., Microbiology (1996), 142, p. 2187-2196. The operation was carried out changing the nitrite nitrogen concentration (NO2 -N) and nitrogen concentration ammoniacal (NE4 -N).
El funcionamiento se llevó a cabo a una temperatura del agua de 36ºC, a un TRH de 3 horas y a una tasa de desnitrificación de 2,8 a 3,2 kg-N/m^{3}/día. La concentración de SS en el agua tratada en este momento era 0,2 a 2,0 mg/l. En un recipiente 14 de aclimatación en la fig. 1A se colocó un soporte no tejido de biomasa como material de inmovilización. Después de sumergirlo durante aproximadamente 3 semanas, el soporte no tejido de biomasa se sacó y se sometió a la siguiente prueba de flujo continuo.The operation was carried out at a water temperature of 36 ° C, at a HRT of 3 hours and at a rate of denitrification of 2.8 to 3.2 kg-N / m 3 / day. The SS concentration in the treated water at this time was 0.2 to 2.0 mg / l In an acclimatization vessel 14 in fig. 1A se placed a non-woven support of biomass as a material of immobilization After immersing it for about 3 weeks, the non-woven biomass support was removed and subjected to Next continuous flow test.
El agua residual se ajustó para tener una concentración de NH_{4}-N de 35 mg/l y una concentración de NO_{2}-N de 35 mg/l con referencia a la tabla 1 y la aclimatación se llevó a cabo a un TRH de 6 horas para aumentar gradualmente la concentración de nitrógeno en el agua cruda. Como resultado, la tasa de desnitrificación alcanzó 2,8 kg-N/m^{3}/día en el día 42 después de empezar el funcionamiento. Por tanto, se confirmó que la aclimatación fue satisfactoria.The wastewater was adjusted to have a NH4 -N concentration of 35 mg / l and a NO2 -N concentration of 35 mg / l with reference to table 1 and acclimatization was carried out to a HRT 6 hours to gradually increase the nitrogen concentration in the raw water. As a result, the rate of denitrification reached 2.8 kg-N / m 3 / day on day 42 after of starting the operation. Therefore, it was confirmed that the Acclimatization was satisfactory.
Ejemplo comparativo 1Comparative example one
Se llevó a cabo una prueba bajo las mismas condiciones de funcionamiento que en el ejemplo 1, excepto que se usó un soporte no tejido de biomasa completamente nuevo.A test was conducted under them operating conditions as in example 1, except that used a completely new non-woven biomass support.
El recipiente de aclimatación se llenó con un soporte no tejido de biomasa completamente nuevo y al mismo se añadió un lodo de bacterias oxidantes de amonio anaerobias. Como en el ejemplo 1 (volumen en el recipiente: 300 mg/l, basado en un volumen total), el agua residual se ajustó para tener una concentración de NH_{4}-N de 35 mg/l y una concentración de NO_{2}-N de 35 mg/l y la aclimatación se llevó a cabo a un TRH de 6 horas. Después de 60 días se confirmó que el recipiente de aclimatación se puso finalmente en marcha.The acclimatization vessel was filled with a completely new non-woven biomass support and at the same added a sludge of anaerobic ammonia oxidizing bacteria. Like in Example 1 (volume in the container: 300 mg / l, based on a total volume), the wastewater was adjusted to have a NH4 -N concentration of 35 mg / l and a NO2 -N concentration of 35 mg / l and the Acclimatization was carried out at a HRT of 6 hours. After 60 days it was confirmed that the acclimatization vessel was put finally underway.
Se sabe que un lodo de bacterias oxidantes de amonio anaerobias puede convertirse en un flóculo sedimentario. Además, debido a que las células bacterianas distintas de las bacterias se dispersan y se lavan, es difícil hacer que las células se unan a un soporte no tejido de biomasa en un recipiente.It is known that a mud of oxidizing bacteria from Anaerobic ammonium can become a sedimentary floc. In addition, because bacterial cells other than bacteria disperse and wash, it is difficult to make cells join a nonwoven support of biomass in a container.
Específicamente, el procedimiento para recoger células bacterianas de la presente invención es para formar un inóculo para la puesta en marcha. No todo el procedimiento de aclimatación se lleva a cabo usando el inóculo. Sin embargo, debido a que las bacterias oxidantes de amonio anaerobias sólo proliferan con dificultad, es difícil formar un inóculo de las bacterias. Por tanto, puede suponerse que el periodo de aclimatación puede reducirse considerablemente poniendo en marcha un recipiente de oxidación anaerobia de amonio usando el inóculo formado mediante el procedimiento para recoger células bacterianas de la presente invención.Specifically, the procedure to collect Bacterial cells of the present invention is to form a inoculum for commissioning. Not the whole procedure of Acclimatization is carried out using the inoculum. However due that anaerobic ammonium oxidizing bacteria only proliferate With difficulty, it is difficult to form an inoculum of the bacteria. By therefore, it can be assumed that the acclimatization period can be reduced considerably by starting a container of anaerobic ammonium oxidation using the inoculum formed by the procedure to collect bacterial cells of the present invention.
Se llevó a cabo una prueba de aclimatación de bacterias oxidantes de amonio anaerobias usando el equipo 200 de tratamiento de aguas residuales de oxidación anaerobia de amonio mostrado en la fig. 3. Después de sumergir los gránulos en metano, con los que se llenó un recipiente 14 de aclimatación, la prueba se llevó a cabo en agua de recirculación durante aproximadamente 10 días, usando un reactor UASB (manto de lodo anaerobio de flujo ascendente).An acclimatization test of anaerobic ammonium oxidizing bacteria using 200 equipment anaerobic ammonia oxidation wastewater treatment shown in fig. 3. After dipping the granules in methane, with which an acclimatization vessel 14 was filled, the test was carried out in recirculation water for approximately 10 days, using a UASB reactor (anaerobic flow mud mantle upward).
Un recipiente 12 de oxidación anaerobia de amonio como fuente de las líneas 26 y 30 de recirculación funcionó en las mismas condiciones que en el ejemplo 1 a una temperatura del agua de 36ºC, a un TRH de 3 horas y a una tasa de desnitrificación de 2,8 a 3,2 kg-N/m^{3}/día.A container 12 for anaerobic oxidation of ammonium as a source of recirculation lines 26 and 30 worked under the same conditions as in example 1 at a temperature of water of 36ºC, at a HRT of 3 hours and at a rate of denitrification from 2.8 to 3.2 kg-N / m 3 / day.
Del mismo modo que en el ejemplo 1, el agua residual se ajustó para tener una concentración de NH_{4}-N de 35 mg/l y una concentración de NO_{2}-N de 35 mg/l y la aclimatación se llevó a cabo a un TRH de 6 horas para aumentar gradualmente la concentración de nitrógeno en el agua cruda. Como resultado, la tasa de desnitrificación alcanzó 2,1 kg-N/m^{3}/día en el día 38 después de empezar el funcionamiento. Por tanto, se confirmó que la aclimatación fue satisfactoria.In the same way as in example 1, water residual was adjusted to have a concentration of NH4 -N of 35 mg / l and a concentration of NO2 -N of 35 mg / l and acclimatization was brought to conducted at a HRT of 6 hours to gradually increase the Nitrogen concentration in raw water. As a result, the rate of denitrification reached 2.1 kg-N / m3 / day in on day 38 after starting operation. Therefore, it confirmed that acclimatization was satisfactory.
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